Design of a Fast 256Kb EEPROM for MCU
Yongho Kim, Heon Park, Mu-Hun Park, Pan-Bong Ha, Young‐Hee Kim · The Journal of the Korean Institute of Information and Communication Engineering · 2015
본 논문에서는 MCU(Micro Controller Unit) IC를 위한 50ns 256Kb EEPROM 회로를 설계하였다. 설계된 EEPROM IP는 기준전압을 이용한 차동증폭기 형태의 DB(Data Bus) 센싱 회로를 제안하여 읽기 동작시 데이터 센싱 속도를 빠르게 하였으며, DB를 8등분한 Distributed DB 구조를 적용하여 DB의 기생 커패시턴스 성분을 줄여 DB의 스위칭 속도를 높였다. 또한 기존의 RD 스위치 회로에서 5V 스위치 NMOS 트랜지스터를 제거함으로써 읽기 동작 시 BL의 프리차징 시간을 줄여 액세스 시간을 줄였고 데이터 센싱 시 DB 전압과 기준전압 간의 전압차 ${\Delta}V$ 를 0.2VDD 정도 확보하여 출력 데이터의 신뢰도를 높였다. 매그나칩반도체 $0.18{\mu}m$ EEPROM 공정으로 설계된 256Kb EEPROM IP의 액세스 시간은 45.8ns 이며 레이아웃 면적은 $1571.625{\mu}m{\times}798.540{\mu}m$ 이다. In this paper, a 50ns 256-kb EEPROM IP for MCU (micro controller unit) ICs is designed. The speed of data sensing is increased in the read mode by using a proposed DB sensing circuit of differential amplifier type which uses the reference voltage, and the switching speed is also increased by reducing the total DB parasitic capacitance as a distributed DB structure is separated into eight. Also, the access time is reduced reducing a precharging time of BL in the read mode removing a 5V NMOS transistor in the conventional RD switch, and the reliability of output data can be secured by obtaining the differential voltage ( ${\Delta}V$ ) between the DB and the reference voltages as 0.2*VDD. The access time of the designed 256-kb EEPROM IP is 45.8ns and the layout size is $1571.625{\mu}m{\times}798.540{\mu}m$ based on MagnaChip's $0.18{\mu}m$ EEPROM process.